【应用】Si86xx数字隔离器助力模拟信号隔离方案的实现

时间： 2019-03-27 来源：Silicon Labs

技术问答

目前数字信号的通信隔离方式比较多，选择余地较大，但是模拟信号隔离的隔离却没有如此灵活，尤其是部分应用要求精确测量，其使用成本会更高。模拟信号的隔离常见的方式如采用线性光耦，隔离放大器，频压/压频转换、AD/DA转换加数字隔离。线性光耦结构还需要增加运放与高精度电阻等组件，而且线性度较差；隔离放大器性能稳定，具备较好的线性特性，但使用价格太高，对于一般低成本的产品设计，显然不是好选择；模拟信号数字化，再隔离数字信号，最后再恢复模拟信号，该种方式隔离效果较好，使用成本与精度较好，缺点是该种方案电路结构较为复杂，部署器件较多。

图1描述了使用隔离器与模数/模数转换的组合原理，基本架构分为三部分，包括模拟信号的输入放大数字化，中间隔离设备，输出数据的模拟化。图2为使用SILICON LABS的Si86xx隔离器（通过UL / VDE / CSA认证，2.5或5 kV隔离度）来实现功能的具体示例。模拟信号转换为可变占空比的周期脉冲，其中脉冲宽度与采样输入信号幅度成比例关系，该调制的（数字）信号通过CMOS数字隔离器，最后通过四阶模拟滤波器恢复为模拟信号。另外，单个Si86xx隔离器具备多路信号传输能力，如图3所示，Si8663提供了六通道数字隔离器，包括三个前向与三个反向隔离通道，在一定程度上可以较高的提升元器件集成度。

图1 模拟信号隔离方案原理图

图2 采用Si86xx隔离器实现功能示例

图3 Si8663六路框架

图4为心电图（ECG）检测应用的结构示意。该方案一方面通过隔离措施提高了人体检测安全性，另一方面也消除了杂散信号的干扰，以便使得微弱的心电信号得到准确的检测。另外在AC检测领域也可采用该种方案，在保证检测安全的前提下，检测数据准确率较高。

图4 心电（ECG）检测应用

目前，众多的模拟信号检测系统都需要提供较高的操作安全性，较快的电平转换以及较好的噪声消除能力。本方案基于Silicon Labs 的Si86xx数字隔离器实现，其在低成本（针对ISOamp）与操作灵活性方面优势明显，另Silicon Labs提供了评估版可以快速上手评测相关功能（Si86IsoLin-EVB）。

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型号- 1176000000,1193170000,7760054081,CH20M BUS-PROFIL TS35X7.5/750,WSR-ES2-3O1C-S,EPAK-CI-CO,7760051003,WSR-PRO2-2O4N-S,7760051004,7760051005,ACT20M-TCI-AO-E-S,7760051006,ACT20P-CMT-60-RC-S,ACT-20M-RTI-AO-E-S,2825560000,CBX200 USB,EPAK-PCI-CO,ACT20P-RTI-2AO-S VO,896550000,1248240000,ACT20P-CMT-30-AO-RC-S,EPAK-VI-VO,EPAK-VM-CO-H,ACT20P-CMT,ACT20M-RTI-CO-EOLP-S,ACT20P-CI-CO-S,EPAK,CH20M BUS-AP LI TS 35X7.5 & 15,CH20M BUS-PROFIL TS 35X15/250,1176040000,ACT20P-PRO-RTCI-AO-DO-S,ACT20M-BAI-AO-S,ACT20P-CML,CH20M BUS-PROFIL TS35X15/750,CH20M BUS 4.50/05 AU/250,7760054301,7760054300,ACT20P-TCI-2AO-S,EPAK-VMR-3PH-480-ILP,EPAK-PCI-VO,ACT20M-AI-AO-S,ACT20P-VMR-3PH-ILP-H-S,ACT20P-CI-CO-ILP,1176070000,CH20M BUS-PROFIL TS 35X7.5/250,ACT20P-CI2-CO-OLP-S,2825520000,CH20M BUS-PROFIL TS35X15/500,ACT20M-CI-2CO-S,ACT20P-2CI-2CO-ILP-S,1335140000,ACT20M-2CI-2CO-OLP-S,ACT20P-RTI-AO-S VO,EM120-RTU-2P,ACT20M-CI-CO-S,WAS5 AIX AOS DCS,7760054310,7760054303,ACT20P-PRO DCDC II-S,7760054302,7760054305,7760054304,7760054307,7760054306,7760054308,ACT20P-VI3-VO3-S,1248160000,EPAK-VI-CO,ACT20M-AI-AO-E-S,1375500000,EPAK-VMR-3PH-PH,1176010000,2825550000,1248190000,ACT20P-RTI-2AO-S,WSR-PRO2-2O4N,CH20M BUS-ADP TS35/500,EPAK-2CI-2CO ILP,1375520000,ACT20M-AI-2AO-S,EPAK-CI-VO,ACT20M-RTI-AO-S,ACT20M-BAI-2AO-S,ACT20M-RTCI-CO-OLP-S,ACT20P-RI-AO-S,1510440000,CH20M BUS-ADP,1248250000,CH20M BUS 4.50/05 AU/1000,ACT20P-CI-2CO,CH20M BUS-ADP TS35/750,1175980000,ACT20P-VM-AO-S,1510540000,1248210000,ACT20M-CI-CO-OLP-S,2825510000,1481970000,WSR-EXT,2448100000,ACT20M,WAS5 AOX AIS DCS,ACT20P,ACT20P-CMT-60-AO-RC-S,1375510000,7760054233,1248150000,7760054114,7760054235,7760054234,EPAK-VMR-1PH-300-24V,EPAK-RTI-CO-S,1375450000,1335150000,EM220-RTU-4DI2DO-GW,WAS5 DIX DOS DCS,1248260000,CH20M BUS-AP RE TS35X7.5 & 15,1248180000,2044850000,CH20M BUS-PROFIL TS35X15/250,WAS5 DIX DOS DCT,7760054121,7760054242,7760054120,EPAK-VMR-1PH-300-230V,7760054123,7760054244,7760054122,7760054243,CH20M BUS 4.50/05 AU/750,ACT20P-RI-2AO-S VO,7760054246,CH20M BUS-ADP TS 35/250,7760054124,7760054245,WSR-ES1-3O1C-S,WSR-ES3-3O1C-S,7760054237,7760054115,7760054236,7760054118,EPAK-CM-CO-H,7760054117,7760054238,7760054119,CH20M BUS-PROFIL TS35X7.5/1000,1375470000,1176020000,EPAK-TMR-PTC,EPAK-CMR-1PH-5-24V,ACT20P-RI-2AO-S,ACT20P-VI-CO-OLP-S,ACT20P-OLP,7760054130,ACT20P-TCI-AO-S,1435610000,7760054131,1175990000,7760054248,7760054247,2825540000,ACT20P-CI1-CO-OLP-S,EPAK-CI-2CO,8965500000,1282490000,WAVE EX,ACT20M-UI-AO-S,1176050000,1248220000,CH20M BUS-PROFIL TS35X7.5/250,WSR-PRO,1510470000,WAS5 DOX1 DIS DCS,ACT20-FEED-IN-BASIC-S,WPM-VMR-3PH-PH,ACT20P-RTI-AO-S,EPAK-CMR-1PH-5-230V,WSR-EXT1-8O4C-S,2825570000,EPAK-VMR-3PH-480-ILP-H,ACT20P-UI-AO-DO-LP-S,ACT20P-CI-CO,ACT20P-CI-CO-ILP-S,ACT20P-RI-AO-S VO,ACT20M-RTI-AO-E-S,ACT20P-VI1-CO-OLP-S,ACT20M-CI-CO-ILP-S,EPAK-CI-CO ILP,ACT20P-CML-10-AO-RC-S,WSR-EXT1-4O2C-S,CH20M BUS-AP LI TS35X7.5 & 15,ACT20,WSR-TH,CH20M BUS-ADP TS35/1000,IP20,WAS5 DOX2 DIS DCS,7760054165,1248170000,1193160000,7760054164,1453210000,1435590000,SET CH20M BUS 250MM TS 35X15,ACT20P-TCI-2AO-S VO,ACT20P-BRIDGE-S,ACT20P-VMR-3PH-ILP-H,ACT20M-TCI-AO-S,ACT20P-TCI-AO-S VO,1248270000,ACT20P-AI-AO-S,EPAK-VMR-1PH-300-XXXV,7760054291,1176030000,7760054290,7760054293,7760054292,EPAK-CI-4CO,1375480000,7760054295,7760054294,7760054176,7760054175,7760054178,7760054299,2825530000,7760054177,ACT20P-VMR-1PH-H-S,ACT20P-2CI-2CO-12,7760054179,EPAK-CMR-1PH-5-XXXV,SET CH20M BUS 250MM TS 35X7.5,ACT20P-CI-2CO-OLP,ACT20P-VMR-1PH-H,WSR-PRO1-2O-S,ACT20P-CI-2CO-S,7760054181,7760054180,7760054182,WSR-ES,WSR-EXT1-8O4C,EM220-RTU-4DI2DO,1067250000,ACT20P-2CI-2CO-12-S,WSR-TH1-3O1C,1510390000,WAS5 TIX AOS DCS,1248230000,EPAK-TCI-CO-S,8978580000,EM122-RTU-2P,CH20M BUS-PROFIL TS35X7.5/500,ACT-20M-TCI-AO-E-S,EPAK-TMR-PT100-S,EM111-RTU-2P,7760054073,7760054072,CH20M BUS-AP RE TS 35X7.5 & 15,7760054075,7760054074,1176080000,7760054077,ACT20P-TMR-RTI-S,7760054076,WSR-TH1-3O1C-S,ACT20M-2CI-2CO-ILP-S,7760051001,CH20M BUS-PROFIL TS35X15/1000,CH20M BUS 4.50/05 AU/500,CH20M BUS-ADP TS35/250,2825580000,ACT20-FEED-IN-PRO-S,ACT20P-CMT-10-AO-RC-S

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